[發明專利]多光束激光源系統與利用其放大的方法及多波長激光放大器

在審

• 申請號: 202110002046.7
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN114336250A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 蘇信嘉;宋育誠;盧建宏;李益志
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/067;H01S3/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 徐協成

1.一種多光束激光源系統，包含：

多個激光信號源，每一該激光信號源提供信號源激光光束，每一該信號源激光光束具有信號源波長，該多個信號源波長互不相同；

光纖耦合器，用以耦合該多個信號源激光光束至同一根光纖中；

至少一泵浦源，每一該泵浦源用以提供泵浦源激光光束，該泵浦源激光光束具有泵浦源波長，該泵浦源波長小于該多個信號源波長；

多波長激光放大器，包括：

光纖結合器，連接該光纖，該光纖結合器用以耦合該多個信號源激光光束與該泵浦源激光光束；

摻雜離子增益光纖，連接該光纖結合器，由該光纖結合器將該多個信號源激光光束與該泵浦源激光光束傳輸至該摻雜離子增益光纖中并將每一該信號源激光光束的功率放大，該摻雜離子增益光纖具有增益介質，該多個信號源波長落在該增益介質的放射頻譜的范圍中，該泵浦源波長落在該增益介質的吸收頻譜的范圍中；以及

纖衣功率剝除器，連接該摻雜離子增益光纖，用以濾除通過該摻雜離子增益光纖后殘余的該泵浦源激光光束的能量，并輸出經功率放大后的該多個信號源激光光束。

2.如權利要求1所述的多光束激光源系統，其中該摻雜離子增益光纖所摻雜的離子為鐿離子、鉺離子、銩離子其中之一。

3.如權利要求1所述的多光束激光源系統，其中每一該激光信號源所提供的該信號源激光光束的該功率互不相同，且該多個功率的大小順序與該多個信號源波長的大小順序相反。

4.如權利要求1所述的多光束激光源系統，其中每一該信號源激光光束具有脈沖寬度，該多個脈沖寬度互不相同，且該多個脈沖寬度的大小順序與該多個信號源波長的大小順序相反。

5.如權利要求1的多光束激光源系統，其中該光纖耦合器為波分多工器(WavelengthDivision Multiplexing，WDM)。

6.一種利用權利要求1～5的任一項所述的多光束激光源系統的多光束激光源放大的方法，包括下列步驟：

(a)由該光纖耦合器將該多個信號源激光光束耦合至光纖中；

(b)由該光纖結合器將該多個信號源激光光束與該泵浦源激光光束耦合至該摻雜離子增益光纖中，該多個信號源激光光束在該摻雜離子增益光纖的纖核中傳遞，且該泵浦源激光光束在該摻雜離子增益光纖的纖衣中傳遞；

(c)該泵浦源激光光束首先放大最小波長的該信號源激光光束，再利用部分經放大的該最小波長的信號源激光光束放大次小波長的該信號源激光光束，以此類推，直到所有的該信號源激光光束的功率皆被放大；以及

(d)由該纖衣功率剝除器濾除通過該摻雜離子增益光纖后殘余的該泵浦源激光光束的能量，并輸出經功率放大后的該多個信號源激光光束。

7.一種多波長激光放大器，包括：

光纖結合器，連接光纖，該光纖結合器用以耦合多個信號源激光光束與泵浦源激光光束；每一該信號源激光光束具有信號源波長，該多個信號源波長互不相同；該泵浦源激光光束具有泵浦源波長，該泵浦源波長小于該多個信號源波長；

摻雜離子增益光纖，連接該光纖結合器，由該光纖結合器將該多個信號源激光光束與該泵浦源激光光束傳輸至該摻雜離子增益光纖中并進行該多個信號源波長同步功率放大，該摻雜離子增益光纖具有增益介質，該多個信號源波長落在該增益介質的放射頻譜的范圍中，該泵浦源波長落在該增益介質的吸收頻譜的范圍中；以及

纖衣功率剝除器，連接該摻雜離子增益光纖，用以濾除通過該摻雜離子增益光纖后殘余的該泵浦源激光光束的功率，并輸出經功率放大后的該多個信號源激光光束。

8.如權利要求7所述的多波長激光放大器，其中該摻雜離子增益光纖所摻雜的離子為鐿離子、鉺離子、銩離子其中之一。